[发明专利]一种水下机器人自适应有限时间控制方法

摘要

本发明公开了一种水下机器人自适应有限时间控制方法，通过建立惯性坐标系下水下机器人系统模型，即水下机器人惯性坐标系下运动学模型，然后设计该水下机器人的扩张状态观测器，并且设计自适应有限时间控制器，从而完成水下机器人的控制。该方法通过设计自适应有限时间控制器对水下机器人进行控制，考虑系统的不确定性，该控制方法鲁棒性强，能够获得更高的控制精度以及更快的相应速度，便于工程实现。

主权项

1.一种水下机器人自适应有限时间控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，建立水下机器人的动力学和运动学模型，并且建立其惯性系下运动学方程：步骤S2，设计水下机器人的跟踪微分器为：其中s₁(t)跟踪理想位置的微分信号为η_d(t)，s₂(t)跟踪理想位置的微分信号为κ和h₀是可调的正数；步骤S3，构建水下机器人的扩张状态观测器；步骤S4，确定水下机器人的跟踪误差，并且基于跟踪误差和扩张状态观测器建立水下机器人自适应有限时间控制器为τic(t)＝‑ψi(t)n+1ri(t)(n+1)dKiξi,j(t)+zi3(t)，其中Ki是控制器增益向量，zi3(t)是扩张状态观测器观测到的未知扰动信息用于实时补偿系统内部的不确定性以及变化的外部扰动；并且最终得到控制力矩τic(t)，并且通过步骤S1中的惯性系下运动学方程对水下机器人进行控制。